可视化精品课程

可视化精品课程（精选10篇）

可视化精品课程 第1篇

MATLAB是一种简洁直观、灵活高效的计算机语言, 使用C语言编写, 以矩阵作为基本数据单位。MATLAB程序具有很好的可读性、可扩展性和可移植性, 可以和Excel, Fortran, C, C++Builder, VB, VC++等集成编辑环境及应用程序进行交互。MATLAB由语言、工作环境、工具箱和API等部分组成, 它为海量数据的分析、处理、可视化及应用程序的开发提供了核心的数学和高级图形工具[3]。

可视化教学指的是用科学仿真的方法将抽象的概念直观地表示, 把事物的本质从繁杂的自然表象中予以提取, 把难以观察到的现象加以形象地模拟, 目的是让学生用直观感知世界, 用本能去领悟知识[4]。由于计算机及多媒体技术的不断发展, 这种教学手段在数学、物理和力学等理论性较强的学科中得到了普及与应用。将MATLAB可视化技术引入到智能计算课程的教学, 可以增强学生的感性认识, 使学生能够快速地理解算法运行的机理。这不仅缓解了教师的教学压力、丰富了课堂教学的内容, 同时也提高了学生的学习兴趣与热情, 使其变被动学习为主动参与, 提高了教学实效。

一、在教学中引入可视化的可行性和必要性

智能计算算法多、与实际应用联系紧密, 对前导课程如高级程序设计语言和数据结构等要求较高, 而传统的非可视化开发工具实验结果不直观, 不利于学生对算法原理的理解和掌握。例如, 离散的Hopfield网络具有联想记忆的功能, 教材中这一单元的内容一般包括Hebb学习规则、权值设计方法、影响记忆的容量等, 抽象且难于理解[1]。如果在理论教学之后辅以MATLAB可视化教学, 通过设计一个简单的三元Hopfield网络[5], 就能很方便地观察到所生成的一些随机点动态地收敛到平衡点的情况, 从而对系统的稳定点和记忆之间的关联就有了一个非常直观的认识, 便于对理论知识的理解。由此可见, 可视化是理论教学工作一个必要而又有益的补充, 是现代化教学不可或缺的重要手段。

二、可视化教学的组织与实施

1. 研究可视化教学的规律及特点, 设计出科学合理的实施方案。

可视化教学首先应该遵循“数学理论为主, 典型算例为辅”的教学理念和原则。因为理论知识固然抽象难懂, 但它却是教学的基础与根本。如果忽视了对算法机理的了解, 学生在学习时就会停留于表面, 缺乏对事物本质的认识与把握。因此在教学活动中必须对理论知识讲深讲透, 在此基础上再实施可视化教学。可视化技术外在具有形象、生动、直观的特点, 内在蕴含图文丰富、信息量大等特征, 该技术的合理运用可使学生在学习时能将逻辑思维与形象思维有机地结合, 培养思维的灵活性和多样性。为此, 教师在课前必须充分了解教学目的和教学任务, 根据学生的接受能力对教学内容进行筛选与组织, 设计出合理的教学信息量, 避免多而全。同时在讲课时要注意把握好节奏, 控制好PPT的演示时间, 让学生有足够的时间进行思考, 以确保对授课内容的消化和理解。此外, 在教学过程中还要鼓励学生多发现、敢质疑、善讨论, 引导他们开展探索性的学习, 激发其学习的主动性和创造性。

2. 由浅入深, 使学生逐步掌握可视化程序设计的方法。

开展可视化教学的宗旨简言之就是教师要讲清楚、学生要听明白, 而实现这一目标的关键要素之一就是学生要对程序设计非常地熟悉。为此, 教师要发挥引领作用, 从一些基础的知识入手, 帮助学生快速入门。开始的时候, 教师在讲清程序的总体框架及运行步骤后, 要对程序逐行进行讲解。在学生理解和明白各函数、语句的含义之后, 再运行程序进行演示。下课时让学生把典型的程序拷贝下来, 便于课后研读和理解。在完成“听+看”阶段的教学之后, 按照循序渐进原则, 引导学生逐步习惯于自己动手编程。

例如, SOFM网络在学习过程中不仅能够对输入样本进行分类, 也能学习输入样本的拓扑结构和分布。借助Matlab神经网络工具箱容易设计出下面的演示实例[5]:P=rands (2, 2000) *0.5;net=selforgmap ([5%5]) ;[net, tr]=train (net, P) 。而网络训练的结果可以从程序运行结束后所生成的系列图形 (如模式分类结果图、获胜神经元统计图、邻近神经元距离分布图等) 直观地观察到, 方便了学生对背景知识的理解和掌握。在布置课后作业时, 首先要求学生模仿上述范例, 对平面上元素分布相对集中的若干个子点集进行自然分类 (例如:P=nngenc ([0%1;0%1], 9, 10, 0.05) ;net=selforgmap ([3%3]) ;[net, tr]=train (net, P) ) , 然后鼓励学生尝试解决鸢尾花种类识别等问题。通过这类简单、基础的练习, 学生就能够逐步克服编程恐惧心理, 会对编程产生浓厚的学习兴趣。再结合大量的练习和实践, 基本上就可以做到熟能生巧、学以致用。

3. 追踪本学科的发展动态, 不断完善程序库的建设。

程序库是可视化教学的“硬件”, 也是可视化教学成功的前提与保证。在程序库建设过程中, 我们采取了向外搜集 (网络、书刊等) 和自主研发相结合的模式。自主研发除了本科研团队在做的, 也指导学生在生产实习及毕业设计中完成, 内容包括利用智能算法解决一些优化问题 (如博弈论中的囚徒困境模型) 或者是设计制作智能算法 (如蚁群) 工具箱等。课题完成后将其收入算法的程序库中, 用于后继课的教学。

摘要：智能计算是一种新兴的演化计算技术, 在工程等领域有着广泛的应用。本文剖析了将MATLAB引入智能计算课程教学的可行性和必要性, 探讨了可视化教学的实施方案。教学实践表明, 基于MATLAB的可视化教学能使抽象的理论形象化、静态的模拟动态化, 从而增强学生的感性认识, 提高教学实效。

关键词：智能计算,MATLAB,可视化教学

参考文献

[1]吴微, 周春光, 梁艳春.智能计算[M].北京:高等教育出版社, 2009.

[2]尚荣华, 李阳阳, 焦李成, 侯晓慧.智能计算导论课程建设研究[J].计算机教育, 2011, (10) :52-54.

[3]施阳, 李俊.MATLAB语言工具箱—TOOLBOX实用指南[M].西安:西北工业大学出版社, 1998.

[4]尚涛, 石端伟, 安宁, 张李义.工程计算可视化与MATLAB实现[M].武汉:武汉大学出版社, 2002.

网络环境下法学课程可视化研究论文 第2篇

二十一世纪是一个网络信息化的时代，网络信息技术也逐渐渗透到各个领域，移动设备与通讯技术也日趋成熟，移动学习也成为今后发展的趋势，尤其是在法学教学过程中，而如何充分将信息技术与法学课程紧密地结合，将信息技术中的可视化技术与工具运用到教学过程中，突破传统教学模式，解放学生的固定思维模式，实现法学教学方式的重大改革，是当前法学教育工作者亟待考虑解决的问题。

刚刚召开过的十八届四中全会将依法治国作为会议的重要内容，由此可以看出法律制度的建立与完善对于实现治理国家体系与治理能力现代化有着至关重要的作用，也从侧面反映出培养当代优秀法学人才的重要性。此外网络时代的到来，信息技术的飞速发展带动了多媒体技术的发展，这对法学教育领域的改革与发展提出了更高的要求，为了顺应时代的发展要求，法学课程的改革成为了当前法学教育研究者亟待解决的现实问题。

一、法学课程教学方式的现状与利弊分析

目前，国内大学的法学课程大多仍是采用说教的教学方式，这种教学方式仍停留在最初的教学实践中，虽然这种教学方式能够帮助学生牢记掌握比较扎实牢固的案例教学法在中职《经济法》课程中应用的具体“假论文”背后有什么真问题(共3篇)浅论学习型思想政治理论课教师的培养浅谈和谐文化理论形成的历史脉络探析经济学信息范式理论的基本假设与辨析怎样写研究性论文撰写方法(共3篇)运用政治理论指导企业思想政治工作关于区分法条竞合与想象竞合的意义试析受教育权理论发展综述独立学院实践教学模式改革知识，但是已经不能完全激发学生的学习热情与创新思维能力的培养，显然这种教学模式已经不能满足急速发展的社会与新型社会对于优秀法学人才的需求。

除了说教模式以外，部分学校和法学教师也已经在尝试一些新的教学方式，企图走出当前法学教学过程中遇到的困境，比如案例教学，实践教学，学生参与式教学，团队研讨式教学，研究性教学，诊所式教学等，这些教学方式打破了传统的说教模式，同时也给法学课程教育改革带来了全新的面貌与希望。

虽然说这种新的教学方法的尝试也在一定程度上调动了他们学习的积极性，激发学习的热情，但是就目前我国的教育情形来看，采用这种方式的比例还是很少的，具体原因有很多，如我国的教育环境还不够成熟，师资力量还打不到一定的标准，又或许是一贯的教学方式的限制等很多原因造成这种可视化教学方式的实行存在很大的困难。

二、法学课程可视化教学概念的界定

可视化就是将一些抽象的数据、知识、信息等用图示这些更为直观的方式，将一些抽象的或者隐藏的一些概念、命题以一个完整系统的图形呈现出来。简单来说，可视化就是用一种图示的方法把书面的知识等以视觉地呈现出来的过程。

但是对于可视化的概念，每个学科都有着不同理解，据我自己查阅的文献、书籍进行查阅发现，对于法学可视化的概念仍旧没有一个明确的界定，因此我根据自己所查阅的资料分析发现，法学可视化可以定义为：在法学这一学科领域内，将书面的`知识、信息等借助图形、图像、视频等方式只管地呈现出来，知识一个视觉表征的过程。

三、法学课程可视化教学的方法介绍

(一)概念图，就是用节点和连线将概念性的文字连接起来的图示，它并不是一条简单的连线，而是可以由多种连线组成的一个图，且每个概念之间是由不同的命题组成的，其实就是知识与知识之间所构建的一个图示化的网络结构，它可以是由不同层级组成的，是一种视觉表征的工具。而且操作起来非常的方便，也便于学生加深记忆，发散思维，因此在法学讲课的过程也频繁用到，但是对于更深一层次的理解显然是不够的。

(二)思维导图(Mind map)，是模拟人类神经网络放射结构，用关键词、色彩、线条、节点等激发大脑思维，以画图的方式呈现出来的视觉认知结构，是一种可视化工具，亦称“脑图”、“心智图”、“心灵图”。它是由英国著名的“记忆之父”托尼.巴赞在研读了脑病学、生理学、心理学等多种学科之后所形成的研究成果，这些研究成果在1971年汇集整理形成了《思维导图》一书，到目前为止，思维导图已经广泛应用于教育、企业、传媒等很多行业，也在各行各业中发挥着作用。它有助于引起学生的学习兴趣，激发学习动机，提高学习效率，还可以培养他们的整体思维与创新思维。

(三)在线交互式学习，就是借助现代互联网信息技术实现计算机与人之间的交流互动，这是一种时下最流行的教学方法，它突破了时间、地点等的限制，做到真正的平等交流互动，这种方式不仅实现了人机交互，还有师生交互，以及生生交互，使得知识呈现的更为直观，交流更加顺畅，也营造出一种轻松愉悦的学习氛围。但是目前在国内法学课堂上大部分还是采用学生之间的交流，就是小组交流，而没有实现真正的师生交流。

四、法学课程可视化教学的效果分析

对于此次法学课程可视化的教学效果我们采用对比试验的方式，找了两个平行的法学班级，一个进行可视化实验，另一个按平时一样进行教学，在一个规定的时间段进行测试，为了使得实验能够顺利进行，且显得更为公平合理，我们在本次试验中加入了调查问卷、随机访谈、师生交流、随堂测试等方式来进行多维度测试本次试验的效果。

而根据我们所收集到的资料进行分析我们会发现，是呀班级的学生相比普通班级的学生的成绩相对来说稍高一些，且上课的注意力更加集中，积极性也更高。其实不管是思维导图还是交互式学习都是在用一种打破传统的教学方式的方法来开发学生的大脑，帮助他们进行发散思维，更加深刻地理解知识。

五、法学课程可视化教学的优点并展望未来课堂

(一)突破传统教学方式，提高教学效率

传统的教学主要是以说教为主，这种教学方式是以老师为主导，学生为辅的授课方式，这种教学使得学生是被动地接受教师所传授的知识，他们不用过多的思考，短期来看，这样节省了上课时间，也加快了授课进度，但是长期来看，这种教学存在很大的问题，不仅会固话他们的思维，更会磨灭学生的创新精神。

(二)提高学生的发散思维能力，以及实际应用能力

基于思维可视化的课程改革支持策略 第3篇

一、新课改阻力因素的系统性分析

新课改旨在改变传统课程过于注重单向知识传授（知识灌输）的倾向，要求教师在教学过程中充分尊重“学生才是学习的主体”这一客观事实，并引导和指导学生开展自主、合作、探究式学习，使学生在获得基础知识与基本技能的过程中学会学习，形成正确的价值观及健康的人格，以适应未来生存及发展的挑战。

光阴荏苒，新课改已走过十五个年头，很多学校在推进新课改方面做出了积极的努力和有益的探索，并取得了一定成果。但总体情况不容乐观：以“知识灌输”和“机械训练”为主的教学方式在很多学校仍然大行其道；很多学校对推行新课改依然顾虑重重，徘徊不前；也有一些地区在推行新课改时，急于求成，用力过猛，从而引发教师的抵触情绪及家长的反对，骑虎难下。

毋庸置疑，新课改的目标指引、价值主张、内在逻辑及其所倡导的学习方式都是正确的，而且至今仍未过时，可为什么在推进过程中却阻力重重呢？有人认为是“片面追求升学率”的思想阻拦了新课改的步伐；也有人认为“教师的墨守成规”是新课改的最大掣肘；还有人认为“对分数高度敏感，对课改又充满误解的家长”才是推进新课改的最大压力源。以上这些观点都具有一定的客观性及合理性，但仍属于零散的、单一维度的、表层化的看法，缺乏对新课改阻力因素的系统性分析，也因此难以理清各种阻力之间的矛盾，也就难以找到化解复杂矛盾的突破口。如果找不到化解矛盾的突破口，新课改的相关者就会陷入“公说公有理，婆说婆有理”，各执一词，互不相让的困局，从而产生严重的内耗，误了新课改，误了区域教育的发展，误了学生！

为了不误课改，不误学生，让我们用思维导图来系统地梳理一下新课改的阻力因素（见图1）。

如图1所示，新课改的阻力主要源于现实压力、思维误区、能力局限三个方面。所谓“现实压力”主要是指家长对学生成绩的高度敏感以及学校对升学率的高度关注。这当然是可以理解的，但理解不等于认同，因为新课改与学生成绩和升学率并非对立的关系，新课改主张“让学生学会学习”，试问会学的学生与不会学的学生相比，哪个成绩会更好？新课改倡导“探究式学习”，反对“死记硬背”与“机械训练”，试问前者与后者相比，哪种效能更高？不言自明！其实家长与学校（校长与教师）所担心的并非是推行新课改，而是担心改不好。而这种担心又是源于他们没有看到或者没有找到可以确定能够保证“学生成绩不会下滑”的有效策略。

阻碍新课改实施的“思维误区”主要是指推动者的“二元对立”思维及参与者教学认知上的“路径依赖”。而在“二元对立”思维中最突出的问题当属把“教”与“学”对立起来，把“师”与“生”对立起来。之所以如此，是由于在新课改的推进过程中，一些激进的推动者陷入了两大误区：一个是急于求成，另一个是矫枉过正。急于求成是因为没有把新课改参与者（教师、学生、家长）的认知水平、能力基础、思维惯性考虑进去，一刀切，急转弯，结果大家适应不了，欲速而不达；矫枉过正是指片面强调“生主体”及“学中心”，完全否定“师”的作用及“教”的价值，甚至机械地限制“教”，结果把相互依存、相互转化、相互促进的辩证统一关系搞成了完全对立关系。教学认知上的“路径依赖”是指教师、学生、家长基于先前的经验，已经习惯了“死记硬背”和“机械训练”的学习方式，虽然深受其苦，但是在缺乏新的、更高效的、可以掌握的学习策略支持下，他们对自主、合作、探究式学习缺乏信心。

所谓“能力局限”主要包括两个方面：一是推动者缺乏对新课改的领导力，二是参与者（主要是教师）缺乏对新课改的支持力。领导力是指新课改的推动者对教学本质、课改本质、教师素养等相关要素的认知水平以及与课改参与者的沟通协调能力。支持力是指教师在新课改理念引领下，对教法与学法的升级能力。

综合以上分析，我们会发现：纷杂的矛盾只是表象，其实一切冲突都指向“缺乏能够被各方所认可和接受的有效支持策略”这一症结，只要打开这一症结，所有问题便会迎刃而解，诸多矛盾也会烟消云散。

二、找到化解新课改阻力的突破口

韩愈在其《进学解》中说：“万山磅礴必有主峰，龙衮九章但挚一领。”可见越是解决复杂的问题，越不能眉毛胡子一把抓，而是要寻找到突破口，并以适应之策略，巧妙化解之。

新课改所遇到的各种阻力，看似纷繁复杂，掣肘极多，其实只要牵住 “较快地让学生学会学习”这个牛鼻子，整头牛便自然跟着你走了。因为只有学生会学了，新课改所倡导的“自主、合作、探究”式学习才能真正得以落实。所谓“会学”是指学生掌握了一些有效的学习策略，并且能够运用这些策略来独立建构学科知识体系，独立解决某些学科问题。在缺乏有效学习策略支持的情况下，所谓的“自主”只能是一种“自主支配学习时间的权力”而非“高效利用学习时间的能力”，有了“自主之权”而无“自主之能”，只能算是形式上的自主；在缺乏有效学习策略支持的情况下，合作学习虽然能够培养学生的合作意识，发展学生的合作素养，但合作的效能与层次却不会太高；在缺乏有效学习策略支持的情况下，探究的深度与效能都会受到影响，常常停在问题表层，探不进去，隔靴搔痒，雾里看花，这样的探究自然难以让人欢喜。

当然有些人会有这样的假设：只要给学生足够的信任，足够的自主权，学生一定就能找到适合自己的有效学习策略。这个假设成立吗？当然不成立！这是一个理想化的模型，在现实中，能够在有限学习时间内悟出有效学习策略的学生毕竟只是少数，大多数学生还是需要被引导和指导的。相信“每个孩子都是天才”是教育者应有的情怀，而承认“并非每个孩子都是天才”才是教育者的理智。因此，能落实新课改的教师一定是能给学生提供“学法升级”支持的教师，而非让学生无所依靠，放任自流的教师。

三、以思维可视化为支点撬动新课改

阿基米德曾说：“给我一个支点，我可以撬起整个地球。”而思维可视化教学策略则可以成为撬动新课改的支点，因为它能满足“较快地让学生学会学习”这一关键要求，而这正是化解新课改诸多阻力的突破口。

所谓“思维可视化”是指运用图示或图示组合把本不可见的思维路径、思维结构呈现出来的过程。而“思维可视化教学策略”则是指在教学实践中师生共同运用思维可视化技术，通过“独立思考”或“思维共振”的方式来建构学科知识网络、生成问题解决策略模型的教学策略。

为什么思维可视化教学策略能较快地让学生学会学习呢？其基本原理，大体可以概括为“一直观、两重于”。所谓“一直观”是指借助图示或图示组合来提高思维信息传递及加工的效能，因为大脑对“图”非常敏感，所以被画出来的思维，更容易被理解、被评价、被迁移。所谓“两重于”是指在教学过程中始终坚持“思维发展重于知识获取”和“策略生成重于问题解决”的基本原则，使学生的学习从“识记主导”升级为“思考主导”，在知识网络建构及问题解决策略模型建构过程中发展出较强的提炼、概括、推理、分析、综合等思维能力，并学会运用追问、比较、批判、转换、发散、聚合等思考策略。

当图示的直观性与思维的结构性、严密性、概括性结合起来，便会形成互补优势：一方面，抽象复杂的思维过程变得一目了然；另一方面，简明直观的图示被赋予丰富的思维，有了灵魂。在教学实践中，如果能较好地运用思维可视化教学策略，一张图就可以唤醒学生的思考意识，一张图就可以让学生领悟学习某类知识的关键策略。图2说明了学生是如何通过一张图示来获得有效学习策略的。

如图2所示，教师在运用思维可视化教学策略指导学生学习初中地理“西双版纳”一课时，首先通过“设问引思”及“追问启思”唤醒学生思考意识；接下来师生共同运用“逆向思考”策略，由果溯因，一步一步地理清旅游资源、自然资源、人文资源、植被特征、气候类型、地理位置（纬度位置、海陆位置）、地形特征等地理要素之间的关系，最终生成一张简明清晰的“西双版纳丰富旅游资源形成关系探究图”，不但完成了这节课的核心知识建构，而且领悟到“提要素——理关系——建结构”这一重要学习策略的方法及意义。那么，这节课的教学价值就远远超越了“西双版纳”，甚至超越了地理学科，它让学生获得的是可以跨学科迁移的有效学习策略，经过多次强化（实践运用），这一学习策略便可以被内化为学生的自主学习能力。

除了“能较快地让学生学会学习”这一优势，思维可视化教学策略还能为“合作学习”提供工具性支持：师生之间、生生之间、小组之内、小组之间都可以借助“图示”这个可视化媒介来进行思想交流，思维碰撞。基于“思维可视化”的交流，结构清晰，一目了然，比单一的语言或文字交流的效能要高得多。

四、借助思维可视化应对新挑战

对于新课改而言，除了要有效化解旧阻力之外，还需准备应对新挑战。“信息智能文明”时代的大幕正徐徐拉开，纷至沓来的“互联网+教育”、虚拟现实、人工智能等新科技对传统教育产生了重大冲击，人类的学习目标、学习方式及学习组织形式都将发生重大转变，新课改要如何与时俱进？

辩证地看，新教育技术的崛起对新课改既有“危”也有“机”：其中的“危”主要是指在“互联网恐慌”压力及“教育技术创新”推力的双重作用下，原来推动新课改的中坚力量会被“新技术热”所裹挟，从而降低对新课改的关注度，陷入“形式大于本质”的误区。其中的“机”主要是指新教育技术可以为新课改所倡导的自主、合作、探究式学习提供有力的技术支持。例如各种形式的在线教学资源（微课、慕课）就为学生的自主学习提供了不受时空限制的内容支持，使自主学习、合作学习变得更加便捷。

如何利用好新教育技术带来的“机”，并且能化“危”为“机”，使“新教育技术浪潮”既不冲淡“新课改关注度”，又能助力新课改的进一步落实呢？思维可视化教学策略可以实现二者（新技术与新课改）的无缝连接：一方面思维可视化教学策略与新教育技术的整合可以创生出“高思维含量”的优质课程资源，补足在线课程的短板（数量有余，品质不足），为学生开展基于在线课程平台的自主、合作、探究式学习提供精品内容支持；另一方面，在线下运用思维可视化教学策略来发展学生的自主学习能力，可以使学生更加适应新技术支持下的自主、合作、探究式学习，从容应对“信息智能文明”时代的挑战。

所谓“信息智能文明”是指“互联网+人工智能”取代“机器化大生产”成为主导产生方式的新文明时代。在这个时代，我们的教育将发生系统并且深彻的变革：一是教育的目标将从向学习者传授知识和技术转变为发展学习者的心智能力（以学习力及创造力为主）；二是教学方式将从“教室+教材+教师”向“屏幕+自主探究+无边界合作学习”方向转变；三是教学的组织形式将从单一的权威组织（学校）向“权威组织+自组织”形式转变。“信息智能文明时代”并非是一个遥远的时代，人类的一只脚已经踏入了这个时代的门槛。

在“信息智能文明”时代，新课改所倡导的自主、合作、探究式学习不但不会过时，而且会显得更加重要。而帮助新课改化解旧阻力，应对新挑战的思维可视化教学策略也同样会变得更加重要！

VB课程中可视化控件的教学研究 第4篇

关键词：计算机,VB,可视化控件

可视化控件是VB课程的核心部分。一般而言,各高等院校的计算机相关专业均是在开设一门面向过程语言之后再开设一门面向对象语言。其中面向过程语言大多以C语言为主,面向对象语言各高校则根据各自专业实际情况开设。就我校安徽中医药大学而言,计算机科学与技术专业(医药软件开发方向)开设VC++,而信息管理与信息系统专业(医药信息管理方向和信息工程监理方向)则开设VB。相对于面向过程语言,面向对象语言的最显著特点就是可视化,所以可视化控件是VB教学的重点和难点。下面,笔者结合自己的教学体会和相关教学经验,谈谈在VB教学中关于可视化控件的若干需要注意的问题。

1教学课时分配

一般而言,VB课程是在开设过一门面向过程语言之后开设。由于是第二门高级程序设计语言,学生已具备一定的程序设计基础,所以对基本的顺序、选择和循环语句及数组和函数的相关知识可以进度快一些,少分配一些课时,而在可视化控件部分需适当放慢进度,多分配一些课时,毕竟这是面向对象语言相比于面向过程语言最显著的特点,需重点讲授。

2授课顺序安排

为便于学习,并不按部就班地先讲授VB的基本语法和程序设计语句,再讲授可视化控件部分,而是把VB中重要的可视化控件分散到相关程序结构设计中来介绍,具体分配如表1所示。当表中所涉控件全部介绍完之后,最后再介绍菜单、对话框、框架、滚动条及相关图形控件。这样便使可视化控件的教学与程序设计紧密结合起来,方便学生理解与掌握。

3教学案例设计

可视化控件的教学必然要通过相关案例进行讲解。若能从学生的专业实际情况出发,结合相关专业背景设计教学案例,能极大地激发他们对该门课程的学习兴趣,起到事半功倍的效果。以我校安徽中医药大学为例,计算机科学与技术专业侧重医药软件开发,信息管理与信息系统专业侧重医药信息管理和信息工程监理,将来学生的就业环境很多都和医药相关,所以在教学案例设计上应尽量联系医药背景,以便让学生更深刻地认识到该门课程的重要性和实用性。具体案例设计如表2所示。

4实验教学管理

可视化控件的实验教学非常重要,是VB教学的关键。按照前述的课时分配和授课顺序安排,须合理安排实验内容,加强实验教学。有两方面需要注意:

一是在实验课上,需结合相关例题进行演示和讲解。随着目前教学条件的改善,虽然现在理论教学已全部采用多媒体授课方式,但毕竟还是教师在演示,学生只是听,没有及时亲自操作。而在机房里,每个学生都有一台机位,如果教师能在教师机上结合相关例题进行进一步的演示和讲解,那么学生便可以边听边操作,有疑问可及时通过与同学讨论或者请教教师得以解决,这样教学效果会更好。

二是通过形成性评价引导学生重视实验教学。形成性评价又称过程评价,除了包括各种测验、考试之类的测试性评价外,还包括日常记录、作业、平时随堂测验、小组共同完成任务的报告、访谈或座谈及问卷调查[1]等。在VB课程的考核中,我校采取的方法是期末笔试成绩占70%,实验课的考勤和实验作业占30%,让学生意识到期末考试不是这门课程成绩评定的全部,实验部分也占有相当的比例。而为了保证形成性评价中实验部分评定的可信性和可操作性,结合我校实际情况,开发了计算机实验教学管理综合信息平台,具有学生实验课的电子考勤、实验教学资料(实验进程、实验教案、实验内容)的在线上传与查阅、实验报告(作业)的在线提交与评阅等主要功能。VB课程的的实验教学便采用该平台进行管理,让学生在实验课上实行网上签到,含登陆时间和退出时间,使形成性评价中“实验考勤”一项更为具体和严格,彻底改变了以往实验课上“学生经常早退或旷课”的现象;并且实验作业要求通过该平台上传提交,从源头上杜绝了以往通过U盘或电子邮件提交时学生互相拷贝的现象。通过上述措施,有效引导了学生重视VB课程的实验教学。

可视化学习总结 第5篇

为期十天的可视化课程结束了，这是天真的使我受益匪浅，最开始我是对可视化是一无所知，听课时老师说的一些学术名词都不懂，当时还有点自卑和想放弃的念头。但是我们组的同学都不停的鼓励我，才使我坚持着。一点点的对可视化有了一定的了解。

可视化分为三大类：科学可视化，信息可视化和可视化分析。袁老师在开始时给我们总体介绍了可视化的整体内容和高维数据可视化。为我们接下来的学习奠定了基础。刘世霞老师为我们介绍了文本可视化。徐老师给我们介绍了千兆像素图片的相关内容。还有两位著名的外籍老师，给我们介绍了很多可视化发展的前沿和面临的机遇和挑战。这一切使我们受益匪浅。我们也参观了北大可视化的实验室和微软亚洲研究院。这真的是令人大开眼界，我们 看到的科学的神奇以及未来更好的希望，也是我们充满信心继续走科研的道路。

在这十几天的感受最深的还是这里学生的积极性以及团队精神的重要性。上课时同学们的踊跃发言，阐述自己的观点，互相讨论，这是我在以前的学习过程中都没有遇到的。团队意识更是以后学习工作中非常重要的。我们组都对可视化没有太多的了解，老师布置工作时，尽管我们不是很了解，但是我们一起商量，有时熬夜到很晚，但是却感觉很有成就感，这几天交到了很多朋友更会使我受益终身。

最后感谢北大和微软亚洲研究院给我提供这个机会，感谢各位老师的辛苦工作，感谢我的导师推荐我参加这个暑期班，感谢我们组其他成员给予我的帮助。

总结人：

可视化精品课程 第6篇

考试[1]是现阶段我国教育体制中教学过程的重要环节之一, 是检验人才培养质量的主要手段。好的考试模式可以促进学生学习的积极性, 提高学生对知识的掌握度, 及时反馈教学中的不足;反之, 不仅会严重影响学生学习的积极性, 而且不利于能力与素质的培养, 给学生以导向性的错误。由于计算机网络课程实践性强, 传统的书面笔试和题库型的在线考试已无法全面有效地对学生进行考查, 因此如何准确高效地考查学生的网络知识是一个很值得探索的问题。

2 当前现状分析

由于计算机网络课程具有理论性、实践性、应用性、复杂性等特点[2]。传统的纸化考试模式会出现以下问题:一是考试方法单调, 大多是闭卷;二是考核方式单一, 理论成绩比重大;三是考试内容不合理, 教师为了阅卷统一, 客观题比例往往过大, 实用题较少, 而网络实践课程是以训练学生实际动手的操作能力为主, 显然限制了学生对学习网络课程相关知识主动性和积极性的发挥, 阻碍了创新思维的培养与发展。

为了提高考试效率, 一部分学校已取消纸化闭卷考试而建立了在线考试系统。然而, 在线考试系统往往依赖事先定义的题库, 且以客观题 (选择、填空) 为主, 只是比纸化闭卷考试最大限度的节约了学生的考试答题时间和教师阅卷时间, 并没有从本质上尽可能地发挥学生应变能力和拓展发掘知识的潜能, 往往其效果并不是很理想, 其原因如下:

(1) 计算机网络课程是一门综合实践性课程, 在线考试系统无法使学生与实际相关物理实验设备, 如交换机、路由等直接或间接联系, 使得考试更加抽象化, 学生无法直接获得答题思路, 考试结果往往不是很理想。

(2) 在线考试系统不能反映网络协议的全貌, 无法对网络配置、网络性能、数据传输过程等进行模拟分析, 使得学生无法判断答题是否正确, 对数据究竟如何传输仍然缺乏必要的认识, 无法真正意义上的理解网络。

(3) 由于计算机网络课程需要大量的物理实验设备, 在线考试系统无法满足所有考生对设备的需求。

3 计算机网络课程可视化考试模式

这里, 我们将提出一种新的考试模式, 即可视化考试模式。简单说, 将考试过程中试题解答过程以图形图像的形式表示出来。为了能够达到加深学生印象、触发学生思考、改善教学效果的目的。我们将立足仿真工具P a c k e t Trac er, 运用可视化考试模式, 来突出考试内容, 并有效评价学生。

3.1 考试工具实用化

为突出网络课程教学的实用性, 我们选用一种权威且实用性强的软件:

Packet Tracer[3] (以下简称PT) 。它是由思科公司发布的一个辅助学习工具, 为思科网络课程的学习者设计、配置网络环境, 排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑, 并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程, 观察网络实时运行情况。

3.2 考核内容可视化

首先, 考试环境将考题以虚拟拓扑的形式显示给考生。考生首先阅读试题要求, 选取硬件设备, 在PT主界面的左下角一块区域, 这里提供许多种类的硬件设备, 如路由器、交换机、集线器、无线设备、设备之间的连线等。考生只需用鼠标点击其中任意一种设备, 在右边会出现对应该设备的各种型号, 然后按照考试要求用鼠标左键将设备直接拖入空白处, 即设计区域即可, 而不再是传统考试中只能简单的阅读对设备的文字描述。

其次, 考生还可以通过软件自己找出出错原因, 达到可视化考试目的, 考生可以在虚拟环境中通过图形用户界面进行测试网络, 修改网络中出现的配置错误, 测试的手段和实际应用中类似。

为使考生在完全的可视化环境中完成考试, 从根本上理解网络的运行原理, PT还提供了网络模拟功能, 使学生以可视方式观察命令执行结果。可在PT主界面右下角选择“Sim ulati on (仿真) ”即可动态观察整个网络的运行结果。

3.4 可视化教学的优点

首先, 考试软件PT一个免费的开源网络仿真工具, 软件通过自身的设计能够用来实现整个网络组建的可视化, 从而帮助考生在虚拟环境中进行网络安全管理和设计分析。普通微机就能满足其仿真实验的要求, 因此在考试中无需实际的物理设备仍然能够模拟大部分安全设备, 且成本低, 开发迅速, 可以节约大量的实验设备经费, 避免了学校实验经费不足, 或物理实验设备有限等问题, 为在各高职院校广泛推广使用创造了条件。

第二, 试题设计的过程和结果能够容易地保存、再现并分析, 这在普通考试环境下是难以实现的。考试过程中, 软件可智能提示答题步骤情况, 学生可以实时通过“完成”度的提示来确定自己是否正确答题, 哪一步答错等, 学生通过虚拟环境的测试平台进行整个网络的连接配置测试。

第三, 目前已经有许多Packet Tracer的技术资料, 提供了大量经典的计算机网络场景及实例[4], 可以帮助学生进行更深层次的探索性, 而且能够使学生提前适应可视化考试模式。

第四, 可视化考试手段, 能将抽象、复杂的网络原理以及协议的工作机制形象、生动地展示给学生, 使学生在考试中更加容易而且更有效把握计算机网络课程知识。

第五, 通过可视化考试手段, 学生根据动态演示过程与抽象、复杂的原理进行对比分析, 使得在考试过程中考生由被动变为主动, 从而激发学生的学习兴趣, 进一步推动学生的研究性学习[5]。

4 总结

本文分析了国内高等职业技术院校在计算机网络课程采用传统考试模式的不足, 提出了可视化考试的新思路。具体利用网络仿真软件, 形象、生动地将抽象、复杂的网络协议等知识考点展现给学生, 为学生提供了有效的考核手段。未来我们将根据反馈情况, 在相关教学环节上继续深入探索, 从而进一步提高考试效果。

摘要：分析了现阶段国内高等职业技术院校信息类专业在计算机网络课程考试中涌现的问题。由于计算机网络课程实践性强、课程内容更新快, 使得传统纸化闭卷考试模式的弊端越来越明显。尽管大多数高校已采用在线考试系统, 然而单一的“抽题-答题-交卷”考试模式, 无法完全高效考查学生的网络知识。因此, 在对现状分析的基础上, 提出计算机网络课程可视化考试模式。通过在考试中积极有效地运用考试工具, 达到考试过程中“动”与“静”、理论与实际相结合的目的, 使考试更加直观、有效。

关键词：计算机网络,可视化考试模式,考试工具

参考文献

[1]高向东.高等学校应构建创新考试体系.中国高教研究.2005 (5) :72-74.

[2]马慧, 陶少华.《计算机网络》课程教学模式的探索与实践.电脑知识与技术.2010 (5) :1161-1162.

[3]Packet Tracer.http://www.cisco.com/web/learning/netacad/course_catalog/PacketTracer.html.

[4]徐佩锋, 赵中营.用Packet Tracer模拟软件改进高职计算机网络实验教学.计算机教育.2008年第18期

可视化精品课程 第7篇

《数学物理方法》是理工科学生的基础课程之一, 也是科研中常用的基本方法。数学物理方法课程的内容繁多, 公式推导繁杂, 尽管教材中的例题通常具有明确的物理意义, 但是从眼花缭乱的数学表达式中看出其中所表达的物理图像, 不仅学生会觉得困惑、枯燥, 教师也难免觉得棘手。探索数学物理方法数值化教学的新方法, 是数学物理方法课程教学中的一项重要工作, 也是数学物理方法教学改革中的重要内容。利用MATLAB数值求解数学物理方程, 将传统教学手段与计算机仿真教学相结合, 改变只用公式符号教学的模式[1], 令学生对复杂、抽象、烦琐的数学物理问题具有更深刻的理解。本论文旨在进行数学物理方程仿真求解实践训练, 着力培养大学生应用数学物理思想解决实际问题的能力。本着“重理论、强实践、突创新”的教育理念, 结合科技前沿, 以光子晶体的电磁场理论作为实践内容, 利用MATLAB对复杂的电磁场本征值问题进行计算机仿真求解, 将结果三维可视化, 以此来展现复杂电磁场问题的物理图像, 对培养大学生创新能力具有重要意义。

二、光子晶体电磁理论基础

在利用分离变量法求解数学物理方程时, 最后都归结到求解本征值问题。在用本征函数系展开法解数学物理方程时, 也要对所用的本征函数系有较好的理解[2]。所以, 各种本征函数系在数学物理方程课程的学习中有非常重要的地位。周期结构对电磁波的调控是物理学领域的基础问题。光子晶体是由介电常数周期排列形成的一种合成材料, 是非均匀介质中少数可以严格遵循电磁理论的新型人工材料。在一定的晶格常数和介电常数条件下, 布拉格散射使在光子晶体中传播的电磁波受到调制形成类似于电子的能带结构[3]。利用计算机仿真求解光子晶体中的复杂本征值问题, 可以帮助学生熟悉并更好地掌握本征函数系的性质和求解方法。

1.理想二维光子晶体的结构。假设介电常数为εa, 半径为r的介质柱平行于z轴, 背景介质的介电常数为εb, 在 (x, y) 平面内的晶格常数为a, θ为相邻基矢a1和a2之间的锐角, 当θ=90°和60°时, 分别为正方形晶格和正三角形晶格。 (x, y) 平面的傅里叶变换空间为倒易空间 (如图1所示) , 对应于由波矢k定义的频谱。

2. 理想二维光子晶体的本征值问题。

平面波的指数形式表示为

联立无源Maxwell方程组, 分别得到电场和磁场的传播方程

ε (r) 是光子晶体介质分布的周期函数, 本征值方程 (3) 和 (4) 式与电子材料中的周期性势场问题的Schr觟dinger方程类似, 称为光子晶体的支配方程[5]。本征场H (r) 和E (r) 分别对应于理想二维光子晶体中横磁 (TM) 模式和横电 (TE) 模式的空间形态, 通过求解本征值 (ω/c) 2, 可以得到频率ω与波矢k之间的色散关系, 即光子晶体的能带结构。

3. 光子晶体中的平面波展开。

根据Bloch理论, 将光子晶体本征场用平面波展开为

G为倒格矢, 将 (5) 和 (6) 式分别代入本征值方程 (3) 和 (4) 式, 利用平面波基{G, exp[i (k+G) gr], …}的正交性[6], 得到如下关于电磁场展开系数的本征值方程

矩阵k% (G) 是k (r) =1/ε (r) =k% (G) ei G·r的傅立叶展开系数

u表示一个周期单元, Au为周期单元横截面的面积。c表示一个散射单元横截面上的积分边界。 (9) 式右边包含了G≠0和G=0的项

其中J1 (GR) 为第一类贝塞尔函数, fr为填充比。

三、仿真求解电磁场本征值问题

我们通过计算机仿真求解TM模式电磁场本征值方程 (7) 式, 获得二维菱形晶格光子晶体的本征频率ωk与波矢k之间的色散关系, 绘制出能带曲线。

1. 光子晶体的数学建模。

对于θ=70°的二维菱形晶格光子晶体, 背景介质的介电常数为εb=12, 空气柱的半径r=0.4a。仿真步骤和MATLAB程序如下:

(1) 定义光子晶体的结构参数。

(2) 定义倒易空间中对称点的坐标。

(3) 产生一个20×20的矩阵, 确定平面波的波数NPW, 定义倒格矢G。

(4) 确定κ (r) =1/ε (r) 的傅里叶展开系数。

2. 仿真计算光子晶体TM模式能带曲线。

(1) 定义倒易空间波矢路径。

用Keach代表波矢路径上的取值密度, Ktype为对称点的数目, 第一布里渊区内沿波矢路径Γ→T→N→M→Γ的仿真程序为:

(2) 求解本征值方程。

(3) 绘制二维能带曲线。

修饰过后的二维菱形晶格光子晶体TM偏振模式能带曲线如图2所示。

四、本征值函数的三维可视化仿真

绘制三维等频面, 关键是建立波矢平面 (kx, ky) 内二维点阵的坐标, 再求解出每个点对应特征值, 仿真步骤和MATLAB程序为:

1. 定义波矢 (kx, ky) 平面内点阵的坐标Keach=36;

2. 求解本征值方程。

3. 绘制前四个能带的三维能带曲面。

图3为二维菱形晶格光子晶体的前四个能带的TM偏振模式三维能带曲面。

五、结论

本论文通过计算机仿真求解二维菱形晶格光子晶体的电磁场本征值问题, 绘制出能带曲线和三维能带曲面。将传统教学手段与计算机仿真教学相结合, 对复杂的数学物理方法问题进行三维可视化求解, 着力培养大学生的创新思维和解决实际问题的能力。

参考文献

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[3]E.Yablonovitch.Inhibited Spontaneous Emission in Solid-State Physics and Electronics.Physical Review Letters, 1987, 58 (20) :2059-2062.

[4]温熙森.光子/声子晶体理论与技术[M].北京:科学出版社, 2006:115-116.

[5]John D.Joannopoulos, etc.Photonic Crystals Molding the Flow of Light.Second Edition.Princeton University Press, 2008:8-10.

可视化精品课程 第8篇

关键词：公共管理学,可视化教学,应用

随着信息化技术手段在教学过程中的引用, 依赖于多媒体设备的可视化教学已经越来越普遍。有教师戏称, 为了降低学生的“低头率”, 连数学课都要通过呈现视频来提高课堂趣味性。公共管理学是一门研究公共管理过程 (即以政府核心的部门提供公共产品与公共服务的过程) 中发展规律的一门科学, 它的亲社会性让它与日常的时政、新闻、资讯密不可分, 这也就意味着与课程教学相关的信息采集, 特别是可视化材料的采集相当便捷甚至寻常。因此, 本文以可视化教学的定义阐释及特点分析为基础, 重点思考并梳理公共管理课程可视化教学的实际应用及效果, 探讨其面临的挑战以及化解方法与路径。

一、可视化教学的定义及特点

可视化教学简言之是将知识通过可视化的形式传授出来, 它能有效解决隐形知识难以传播的问题, 其实质是将知识通过显性化的图解手段表示出来, 形成能够作用于人感官的知识外在表现形式, 从而促进知识的传播和创新。可视化教学作为一种有益的教学工具, 一种教学信息呈现的可行方式, 一种可以帮助学生思考并解决问题的有效手段, 在教学活动中能更广泛地加以利用。基于多媒体技术的可视化教学拥有直观化与形象化、具体化与多元化等特点。首先, 由于其直观、形象和可视化的特点, 使得它的应用更适合于善于形象思维、敢于创新的现代90后大学生。其次, 应用视觉表征手段及图解手段等建构和传达复杂知识, 相比传统文字等静态、单一信息, 知识传播更加直接, 信息传播及认知更加生动;再次, 可视化教学不仅传递事实性知识, 还可以用来传递思维、经验、态度、价值观、期望、意见及预测等隐性知识, 因此在短时间内能够通过视讯材料传递更深刻、更具体、更多样化的声音与信息。总的来说, 可视化教学不仅有助于教学信息的形象化呈现和传递, 还有助于帮助学生进行信息的重构;不仅可以快速传播显性知识, 还可以将隐性知识进行适当的转化与传递;不仅能够优化学生的认知结构、创建知识, 还能够培养学生的创造性思维。

二、“公共管理学”可视化教学的实际应用

综合笔者所在教学课程组的日常教学实践及相关经验总结与交流, 笔者将公共管理学课程的可视化教学手段分成了四种方法:知识呈现、内涵挖掘、案例导入及知识拓展, 并且就不同方法结合实例进行了具体的阐释, 并且分析综述了依赖的资源及技术手段, 以及各种方法的实际效用。

1.知识呈现。知识呈现法主要是指将有关公共管理学的知识通过图、表等形式直观地传达出来。特别是针对公共管理学某一板块内容的理论溯源及价值变迁等历史变迁, 可以采用此方法。比如:西方公共行政发展阶段及核心价值的时间序列轴;要素框架及关系网络的逻辑结构图, 比如:公共管理要素结构图;内容比较图, 比如传统公共管理与新公共管理的范式比较等等。电脑绘图工具的进步让越来越多的学理知识可以通过Photo Shop及Coreldraw等绘图软件以及办公软件中Smart Art等工具的帮助, 通过信息化手段进行知识的可视化呈现及讲授。通过这种方法, 能将综述性文字在图文处理之下实现高度凝练及形象化的传播, 能加强学生对知识点的消化理解, 形成知识记忆, 提高逻辑思维能力, 并且能培养他们知识归纳、推演的能力。

2.内涵挖掘。内涵挖据方法主要指教师引导学生通过图像、视频、数据描述等可视化素材演绎、归纳出某一概念、定义或研究对象的特点、特质等知识, 将知识点的“填鸭式”被动接受, 转化为“开动脑筋”的主动式知识挖掘。比如, 通过我国5·12地震的宣传片引导学生思考危机管理的定义, 启发学生领会公共服务动机对公职人员外显行为的诱发机制;通过灯塔、国防、高速公路、教育等图片的展示, 要求学生寻找对象物的共有特性, 指导学生绘制出排他性、竞争性、非排他性及非竞争性的四象限图, 揭示出公共产品与准公共产品的特点;通过国内外历次行政体制改革的国家部委机构数量及公务员规模的线形、矩阵形数据描述图, 帮助学生归因出各国公共部门机构改革的运动规律。这种方法得益于计算机、信息技术及影视技术的飞速发展, 有赖于视频整理、图片处理及统计描述等技术方法。笔者在课堂前奏环节, 要求学生对上节课知识点进行回顾, 发现学生们印象最为深刻的就是上节课的视频主题及数据描述图等。因此通过此方法, 能排除学生对枯燥定义的厌烦, 加深学生对知识的消化与掌握, 提高学生发现问题、思辨问题的能力, 也能让学生抛弃懒惰的学习习惯, 充分开动脑筋, 进行知识的自我开发与建构。

3.案例导引。案例引导也是公共管理学的常用教学方法, 任课教师一般会导入一些热点新闻、热议图片或视频, 切入到课堂主题, 让学生对课程内容有基本的了解, 或是引出有争议的话题, 供学生们讨论。比如, 播放《国家形象宣传片》, 引导学生们思考政府如何在政治、经济、社会及文化等各项事业中发挥应有职能;播放“春节禁止燃放烟花”的短片, 引导学生针对“禁烟”的合理性展开辩论;播放《一户一席谈·是否应该放开一胎政策》, 激发学生们讨论“计划生育政策”的未来去向, 启发学生分析政策议题如何形成及政策改进的可能方法与路径。这种方法需要占有海量的视频、图片资源, 并且对图片进行修改与处理, 并对视频文档进行采集、删减及编辑等。通过此种方法, 能扩大讨论案例的信息量, 扩大学生的知识面, 并能激发学生学习新知识及参与案例讨论的热情, 提高学生的观察能力、归纳能力及分析问题的能力。

4.知识拓展。知识拓展方法是希望运用可视化素材, 增加学生们书本以外的知识, 拓宽学生们的知识面, 开拓视野。比如, 播放桑德尔教授讲授的哈佛公开课《公正—该如何做是好?》中的第一讲《谋杀背后的道德逻辑》以及第八讲《公正的起点?》, 启发学生评判性思考关于公正、正义的一些基本问题, 扩充学生们对政治哲学与道德的认知与理解;课间放映几部“廉政”系列公益广告, 启发同学们认识行政伦理中行政主体的伦理道德的内涵与行为规范。这种方法同样需要教师提前占有大量可视化素材, 并且要求教师在较高敏感性及鉴别能力的基础上运用视频编辑等方法, 将精华段落编辑整合在一次, 并力求保证视频内容的内在逻辑性。这种方法能在有限的课堂时间, 尽可能帮助学生摄取更多的知识, 扩充学生的知识量, 并且提供信息源供学生们课后依兴趣自主学习。

以下笔者将这四种方法的内容介绍、运用举例、技术基础及可能的教学意义通过表格的形式呈现出来。

三、公共管理可视化教学的实际困难与解决办法

公共管理可视化教学适应现代学生渴求创新、追求视觉冲击的特点, 相比传统“听课”模式, 这种“听看结合”的教学方式更受学生喜欢。但是教师在实际运用过程中却也遭遇很多的困难与挑战, 需要琢磨其解决办法。

1.时间及技术成本的限制。首先, 教学可视化素材的获取就需要经过广泛占有及去粗取精的过程, 并且有些材料涉及知识产权保护等问题, 有的理想素材并未开放下载权限, 因此获取起来不可能“信手拈来”, 需要投入大量的时间与精力。有时为了寻找一个合适的视频, 绞尽脑汁, 但最后还是徒劳无功, 这种情况时有发生。其次, 素材获取之后, 需要针对特定知识内容及理论原理, 对素材进行剪切、编辑与处理, 并且需要结合教学思路与模式, 截取恰当的片段或画面, 因此不但需要耗费时间, 而且还需要一定的计算机技术的运用。如何化解使用成本较高的挑战?笔者认为:首先, 可以成立课程组, “化零为整”, 将课程组各个老师搜集的素材进行整合, 这样既能不断切磋可视化教学的方法, 又能形成合力, 寻找到相对典型、恰当的案例“为教学所用”。再加上公共管理学的知识体系非常广, 相关资料也非常丰富, 每天都有新新闻、新故事、新案例、新网舆等, 因此从网络这个“信息聚宝盆”中搜集可视化的视频、影像、图片、漫画等材料, 逐步建立一个以教学为导向的分门别类的数据库不但可行, 也方便, 并且能够不断对其进行更新与扩充;其次, 可以发动同学们去寻找一些他们感兴趣的素材, 并且在电脑操作技术较强的同学的帮助下, 提高素材的处理能力, 既能锻炼到同学, 还提高了同学的参与感。另外, 我校的“数字实验室”、“应急管理实验室”等也能为可视化教学提供信息剪切、编辑、处理的硬件设施与技术支撑, 要善于从这些先进的数字化平台“借力”, 将教学、科研与现代技术相融。

2.运用频率与时长的误区。在教学过程中, 有的公共管理教师会因为知识内容太多, 而不愿意采用耗时较长的可视化教学方式, 担心教学计划始终完不成。而有的教师在教学过程中非常偏好放视频, 这使得学生感觉教师在“敷衍课堂”, 造成教师不负责任的错觉。可视化素材确实有它的优势, 并且适合时代特点、适合学生特点, 但是我们在使用过程中也遇到“什么时候用”、“用多久”、“用多少次”等的困惑。而且有时费尽心思寻来的素材因为使用不当, 起不到应有的效果, 让教师也感觉到遗憾。这样一来, 教师们在运用的过程中更应谨慎。首先是要坚持以课程内容为中心, 切忌单纯运用可视化手段实现填充课程时间的目的。并且负责任的可视化教学还应该杜绝不加甄别地滥用可视化素材的行为。特别是当材料掌握不翔实、不充分时, 更应该坚持科学求真的教学态度。“宁缺勿滥”不但是一种严谨的教学态度, 更是一种难得的求学精神。其次, 笔者认为可视化教学需要教师和学生双方的共同努力。教师需要对一学期的课程进行总览性设计, 将教学内容、教学方法及课堂、课后的作业安排都提前布置下去, 让学生提前做准备。特别是教师需要提醒并调动学生针对知识点进行提前预习, 这样才能让一些可视化素材在课堂播放时引起学生的共鸣。假若可视化素材播放时长较长, 可以布置学生课后学习, 依靠课后学习延长课程时间, 以保留足够的课堂研讨时间;再次, 教师需要智慧把握可视化材料使用的频率与时长。笔者并不建议每堂课都使用视频, 这样可能会引起学生的“审美疲劳”, 甚至是对教师的教学态度表示怀疑。笔者建议交错使用可视化视频, 并且每次的放映时长最好不超过总课长的一半。笔者去往台湾政治大学行政管理系调研, 并且亲自观摩了他们《行政管理》课程中《团队建立与知识分享》章节的学习。在两小时时长的课程中, 大概影片观映一小时, 讲解与讨论一小时。并且从他们整体的《行政管理课程纲要表》中可以发现, 在18周的课程安排中, 共有四大讲内容, 只安排了4次影片观赏及讨论 (详情见表2) 。

不过图片、图形可以当作插图使用, 并可视情况在讲演PPT上多添加一些。特别是可以给一些定义增加一些漫画, 增加学生形象化理解的可能性, 比如“用脚投票”、“搭便车”、“政府失灵”等术语, 配上有意思的漫画与讲解, 会让学生印象更为深刻。

3.知识可视化与转换的困惑。公共管理的可视化教学是希望将公共管理的相关知识进行可视化处理, 旨在使知识库中的知识以更丰富、形象、直观的方式呈现出来, 使学生更容易理解与接受, 并更有利于传播新知识。而公共管理学知识是对公共管理过程中主体行为的规律性认识, 是通过反复实践和认识在人脑形成对事物本质的认知。因此, 公共管理知识的可视化教学不仅仅是数据、文献或信息等运用图文处理、统计分析、数据挖掘等呈现出来, 它更是通过可视化将一些经验、技能和认知传递出来, 启发人们直接利用知识有针对性地解决问题的一门技术。所以通过教师对公共管理知识的可视化教学, 帮助将知识转化成学生的“自有知识”, 其实非常困难。公共管理知识的可视化与转化不是通过简单的可视化呈现就能结束, 它还需要在教师的智慧选择下, 促进积极的师生互动才能得以实现。某一知识只有在启动可视化教学模式的条件下, 再通过课堂现场的归纳演绎总结、争辩去伪存真、反复追问论证等过程才得以转化, 最终实现学生掌握知识的目的。比如:知识呈现及知识拓展的可视化教学方法, 要求教师“收放自如”, 强调学生对知识点的归纳、演绎与总结能力, 帮助学生强化知识的掌握;对于案例引导的可视化教学方法, 教师需要“全盘把控”, 推行讨论、辩论等课堂互动方式, 引导学生挖掘正确的知识认知;对于内涵挖掘的可视化教学方法, 教师需要“穷追猛打”, 运用反复追问的方法, 指导学生捕捉内涵的独特性, 并以最精准的方式呈现出来。其实, 可视化教学的方法和技术非常多元化, 教师要做的只是注意到各种方法的适用性, 随着经验的累积, “胆大心细”地将其运用起来。

公共管理学是一门非常有趣的课程, 运用可视化教学的方法, 不但适应了其知识体系综合化、系统化、多元化的理论特点, 也适应了广泛性、亲社会性等实践特点, 同时还适应了现代大学生时尚的求知方式与善于探究的性格特征。因此在公共管理可视化教学的过程中, 我们还应继续勇于摸索、相互交流并累积经验, 争取不断进步, 臻于至善。

注释

可视化精品课程 第9篇

由于该课程概念抽象、理论性强、数学能力要求高, 所以教与学都有较大难度。为此, 笔者将Mat Lab应用到该门课程的教学过程中, 使教学内容变得生动、具体, 使学生产生浓厚的学习兴趣, 取得了良好的教学效果。

一、矢量运算

矢量运算是该门课程的基础, 其教学较为容易, 但部分学生计算时常常出错, 利用Mat Lab的矢量计算函数可以方便地进行矢量计算, 帮助检验计算结果, 同时可以帮助观察和理解矢量运算。例如, 求矢量的矢量运算。

代码如下:

在计算结果的基础上, 利用quiver3可绘出矢量图形, 如图1所示为以上代码计算结果的空间可视化图形, 便于学生理解叉积等难掌握的新知识。

二、梯度、散度和旋度的计算

利用Mat Lab的符号运算功能, 学生可对梯度、散度、旋度等微分算子进行符号计算。标量场的梯度可利用gradient函数, 例如:计算三维标量场的梯度, 则Mat Lab代码为:

利用quiver3函数可以绘出三维矢量场, 上述三维标量场的梯度场如图2所示。

矢量场的散度和旋度可利用diff函数, 例如:计算三维矢量场的F軋散度和旋度, 则Mat Lab代码为:

该三维矢量场的散度场和旋度场如图3和图4所示。

三、等值线和场线的绘图

对于二维的标量场, 可以利用mesh函数绘制分布图, 图5为的标量场分布。

其代码为:

对于三维的标量场, 可以利用切片函数slice绘制分布图, 如图3所示, 其代码为:

二维标量场的等值线可利用contour函数绘制, 二维矢量场的场矢量分布图可利用quiver函数绘制, 图6为标量场的等值线和梯度矢量场的场分布。

二维矢量场的场线可利用streamline和stream2绘制。

四、结语

针对“矢量分析与场论”课程难教难学、概念抽象、计算复杂等特点, 采用Mat Lab的向量计算、绘图等技术, 高效、便捷、直观地实现了该门课程的可视化教学, 激发了学生的学习兴趣, 同时学生可通过编程提高解决实际问题的能力和动手能力, 提升综合素质, 实现教学相长的效果。

摘要：“矢量分析与场论”是理工本科专业的重要基础课程, 该课程的主要特征是抽象、难教和难学。为此, 在教学过程中利用Mat Lab进行矢量分析的可视化教学, 使课程更加生动具体, 激发了学生的学习兴趣, 取得了良好的教学效果, 值得推广。

关键词：矢量分析,场论,可视化教学,Mat Lab

参考文献

[1]唐军杰, 王爱军.Matlab在电磁场可视化教学中的应用[J].物理与工程, 2013, (1) :42-45.

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可视化精品课程 第10篇

立体构成是一门学科, 研究组成物体的各种造型要素按照怎样的原则在三维空间中构建成型, 并且要符合力学、逻辑与美学等原理。在该课程的学习中, 学生应该充分掌握空间立体单元元素的各种构成法则, 并对材料的光滑的, 摩擦力, 反光等物理特征有深厚了解, 要有三维空间的创造性思维与立体的空间审美设计能力, 能大幅度的提高学生的整体艺术设计综合能力。所以立体构成专业基础课程在动漫专业建筑表现方向中非常重要。在日常的教学过程中, 立体构成怎样与相关的动漫专业基础教学课程有机链接, 如何在后置的教学专业课程中发挥立体构成能力的作用, 是立体构成课程教学目前所面临的问题。

1 立体构成目前课程教学中的常见问题

基本上全国所有院校与艺术有关的专业都开展了立体构成这门课程, 但是到目前为止, 在课程教学上, 仍然存在一些比较突出的问题, 例如传统的教学模式与教学理念不适合“立体构成”这门课程, 由于传统的教学方式缺乏专业针对性, 在教学过程中, 不易引导学生们树立正常的学习目的与学习目标, 学生们容易对教学内容理解偏差, 前期学不好的话, 会影响后置课程的教学, 若学生们不能熟练的掌握“立体构成”的基础法则构筑空间, 就会导致前后所学的课程不能完美衔接, 中间出现断档, 影响教学的效果。

2 常见问题的解决措施

2.1 引导学生明确“立体构成”课程的学习目的

“立体构成”课程是动漫专业建筑可视化方向开展的重点专业基础课, 其教学的质量与学生们的学习情况直接影响学生整体学习的效果, 若“立体构成”未能熟练掌握, 则后续的建筑物与建筑场景建模制作能力将大打折扣。在教学过程全程, 教师们应该引导学生明确此项课程在整个教学体系中所占据的位子, 以及“立体构成”能够解决什么样的问题, 能为以后的学习与工作提供什么样的工具与帮助, 只有学生对所学习的内容有全面清醒通彻的认识, 才能正确把握学习的方向与目标, 才能在以后的教学过程中起到事半功倍的效果。

2.2 认清“立体构成”课程较强的专业服务针对性

只有师生统一认识, 清楚“立体构成”课程所能服务的专业, 才能更好的设计教学模式与教学理念。教师可以根据“立体构成”课程自身的特点, 在教学中和课题的设计有结合实际, 做到知识点无遗漏, 重点技能重点锻炼, 学生们也可以针所学的知识做到学习与实践相结合, 学习的时候熟练掌握, 后置课程的时候增强实战能力。例如, 就建筑空间表达这个课程重点来说, 可以在教学中引入与之有关的后置课程中的习题或者案例, 线材练习的时候, 可以挑选建筑室内外空间布局, 建筑内外陈设来进行;而在面线练习的时候, 又可以结合建筑室内外的界面装备来进行;做空间分割练习的时候, 可以根据建筑物所能提供的内部空间来进行实际练习。

2.3 改革传统的教学方式, 以适应“立体构成”课程的发展

2.3.1 把小课堂变成大课堂

带领学生参观各种景观、建筑、各地区的知名建筑及各式不同的风格的室内装修。在增长见识, 开阔眼界的同时, 提高学生们对建筑结构的解析能力, 深化点线面三步来构造和分解建筑的动漫专业的基础思维方式与操作方法。

2.3.2 加深师生之间的沟通, 在互动交流中学习

在日常的“立体构成”教学中, 鼓励师生之间及学生之间积极讨论, 用不同的方法解构或组成建筑, 从绘制草图开始, 定出可行方案到最后执行, 都可以有充分的交流, 在研讨的过程中不知不觉间培养了学生们的空间思维能力, 更好更熟练的掌握应用技能, 并可以有效的避免一些常见的错误。

2.3.3 在课程中引入多媒体教学

在教学过程中, 除了有传统方式的理论知识教授外, 还建议引入多媒体教学的方式, 将一些优秀的“立体构成”作品成品或者是制作过程展示给学生们, 不但能让学生们开阔眼界, 学习到平时很少接触的高级操作技巧, 还能提高学生们对“立体构成”课程的信心, 明确自己学习的目标。

2.4 改革教学内容, 更加注重空际的应用

2.4.1 教学过程中引入建筑知识

在教学过程中, 应紧扣建筑动漫的主方向, 一切的知识讲授及各种习题的练习都不能离开“建筑表现”这个核心, 牢记点线面解构并重组建筑的教学思想, 先由繁入简, 再由简入繁, 让学生们从浅入深的理解建筑, 并在学习的过程中逐步加强对建筑表现的掌控力。

2.4.2 提倡学习生认识并体会建筑材料的不同表现

建筑都是由各种材料组成的, 就算是结构与空间相同的建筑, 组成材料不同, 表现出来的体、质、光、力的感觉都是完全不同的, 所以学习“空间构成”不能忽视建筑知识, 也不能忽视不同建筑材料所带来的不同的建筑表现, 在构建建筑的时候就要引导学习学习并区别不同的建筑材料的使用效果, 同时要体现在自己的作品中。

结束语

“立体构成”课程的教学模式与教学内容都处在不停完善的过程, 所以“立体构成”的教学改革与势必要持续下去, 广大的师生都是这场教学改革的参与者与执行者, 这样才能使这科“古老”的学科焕发出新生的光芒, 使之能为建筑动漫方向的动漫专业教学提供良好的教学基础与大量的优秀人才。

摘要：立体构成是一门研究物体在空间中的立体形态分布法则的学科。将构成物体的各种材料, 分解成点线面等结构, 并按照力学、逻辑、美学等规则在空间中组合起来, 而如何更科学更合理的揭开立体造型的基本规律, 阐明立体设计的基本原理, 就是立体构成学科要探讨与研究的课题。

关键词：建筑动漫,立体构成,教学改革

参考文献

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[2]张利, 姚虹.基本几何形与建筑的意义——博塔与西方建筑中的象征性几何学传统[J].世界建筑, 2001 (9) .